Устройство для измерения фазочастотных отклонений полных сопротивлений непроволочных резисторов

Устройство для измерения фазочастотных отклонений полных сопротивлений непроволочных резисторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii> 767665

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6f) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 190577 (21) 2486353/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки Hо

601 R. 27/02

Государственный комизет

СССР но дедам изобретений и открытий (23) Приоритет:— (53) УДК 621 317 ° ..73(088.8) Опубликовано 300980 Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 300980 (72) Авторы изобретения

Л.А. Глазков, !O.A. Скрипник и Б.A. Иванов

\.Киевский технологический институт легкой промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЬЖРЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНЫХ Д .

ОТКЛОНЕНИЙ ПОЛНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НЕПРОВОЛВЕ1ЫХ -РЕЗИСТОРОВ

1 ..:Изобретение относится к области из.мерений электрических величин и может использоваться для контроля частотных свойств непроволочных резисторов по допускаемым фазовым отклонениям в ра- 5 бочем диапазоне частот.

Известно устройство с одноканальным усилительно-выпрямительным трактом для измерения фазовых углов полных сопротивлений резисторов, исполь-10 зуюЩее конденсатор в качестве образ- цовой меры постоянного .ваэового угла (13

Недостатки этого устройства — низкая точность измерения фазового угла, обусловленная потерями в конден= саторе и влиянием неконтролируемых реактивностей при изменении частоты в широких пределах, и большие случайные погрешности из-за флуктуаций 2g частоты питающего генератора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . устройство измерения частотных откло- . нений сопротивлений непроволочных ре-25 зисторов без использования образцового безреактивного резистора (21.

В .качестве такого элемента применяют аналогичный контролируемому второй резистор, включенный в диаго- 30

2 наль выпрямительного моста, выполненного из диодов малой проходной ем-. кости. Компенсационный (невыпрямительный) мост из аналогичных диодов с подключенным контролируемым резистором исключает влияние емкостей диодов на частотные свойства контролируемого резистора. Выявление частотных отклонений:модуля полного сопротивления контролируемого резистора производит.ся с помощью одноканального усилительно-выпрямительного тракта частоты коммутации при поочередном подключении последовательно соединенных выпрямительного и компенсационного мостов к источнику постоянного напряжения, к генератору перестраиваемой частоты.

Недоотаток такого устройства состоит в невозможности выявления фазо- вых отклонений контролируемого резистора относительно фазового угла на низкой частоте.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение частотного диапазона. . Это достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй генЕраторы гармонических колебаний, баланснйй амеситель, входы которого соединены с выходами генераторов, а

767 665 выходом соответственно соединенный с фильтрами верхних и нижних частот:, выходы которых раздепьно соединены с входами автоматического переключателя, выход которого соединен с последовательно включенными компен" Сациоцнйм и выпрямительным мостами,. к выходным диагоналям которых подключены резисторы, низкочастотный усилитель частоты коммутации, соединенный с синхронным детектором, вход управления которого и вход управления автоматического переключателя соедицены с низкочастотным генератором, и выходной индикатор,.снабжено двумя последовательно соединенными фазоврашателями, вход первого иэ которых 15 соединен с выходом фильтра нижних .частот, а выход второго — с одним иэ входов автоматического.переклюЧателя, а также вторым балансным .смесителем, избирательным усилителем щ и фазовым детектором, причем пер- вый вход второго балансного смесителя подключен к соединеннйм вершийам диагоналей компенсационного и выпрямительного мостов, второй вход его соединен с выходом первого генератора, к выходу второго балансного смесителя через избирательный усилитель подключен первый вход фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второгО генератора, выход фазового детектора через уси-. литель частоты коммутации и синхронный детектор соединен с индикатором.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устрой- 35 ства.

Устройство содержит генераторы

1 и 2 гармонических колебаний соединенные с вхОдами балансного смесителя 3, к выходу которого подклю- 4О чены Фильтры верхних 4 и нижйих 5— частот.. Выходы фильтров соединены раздельно с входами автоматического переключателя 6..Между выходом фильтра 5 и одним входом переключателя б 45 включены последовательно соединенные установочный 7 и отсчетный 8 фазовращатели фиксированной частоты.

Переключатель б управляется низкочастотным генератором 9 частоты коммутации. Выход переключателя б соединен с последовательным соединением выпрямительного 10 и компенсационного 11.мостов, к клеммам выхбдных диагоналей которых подключены одинаковые по конструкции и номиналу вспомогательный 12 и контролируемый

13 резисторы. Средняя точка послЕдовательного включения мостов 10 и 11 " соединена с первым входом второго балансного смесителя 14, второй вход ко- 60

" " "торого соедииен с виходом генерато ра 1. Выход балансного смесителя 14 через избирательный усилитель 15, настроенный на частоту колебаний генератора 2, соединен с первым входом 65 фазового детектора 16, второй вход которого соединен с выходом генератора 2. Выход .детектора 16 через усилитель 17 частоты коммутации соединен с синхронным детектором 18, цепь управления которого подключена к генератору 9. Устройство содержит также индикатор 19, ключ 20 шунтирует .выпрямительный мост 10 при замык анин.

Устройство работает следуюцим образом.

Колебания генераторов 1 и 2 соответственно О„= Ое соъ(м ++ Ч ) и, 02"- О 2соэ(и Д +%2) смешивают в смесителе 3, получая двухчастотный сигнал: л

U Ь)= — ц co@ а-ж 4+9-× +

1 2 4 2

+ — 0 Ц Со5 М „+ж 4+9„ V2 где S< - крутизна преобразования сме1 сителя 3.

Фильтр 5 нижних частот выделяет колебания раэностной частоты, используемые в качестве опорного сигнала фиксированной частоты (Ж1-e2=eo conlt}.

Фильтр 4 верхних частот выделяет колебания суммарной частоты(е + ю2 =а ), ° используемые как испытательный сигнал переменной частоты. Переклю- чателем б, управляемйм напряжением генератора 9, формируются пакеты колебаний опорного и испытательного сигналов (частота Q. напряжения генератора 9 выбирается значительно меньше разностной частоты опорного сигнала Я<< Жо ) . .Пакеты напряжений суммарной и разностной частот поочередно поступают на последовательно включенные выпряьительный (симметричный двухполупериодный) 10 и компенсационный 11 мосты, к клеммам выходных диагоналей которых присоединены одинаковые по конструкции и номиналу вспомогательный 12 и контролируеилй

13 резисторы. При действии напряжений низкой разностной частоты Wo через мосты 10, 11 и резисторы 12, 13 протекаЕт ток, аМплнтуда которого обратно пропорциональная сумме coIIpoTHBлений резистора 12 на постоянном токе R и модулю, полного сопротивления резистора 13 на переменном токе этой частоты 2ю . Фаза падения напряже ния на резисторе 13 определяется его фазовым углом Я© и не зависит от фазового угла вспомогательного резистора 12.

Амплитуда и фаза падения напряжения при действии На мосты и резисторы колебаний суммарной частоты определяются модулем полного coïðoòIIâëåíèÿ контролируемого резистора 13 Zuu хЮ+

+ ) и его фаэовым углом Щ на этой частоте Ч Мр +аЧ (где Чо,аМ -часt

767665 тотные отклонения соответственно моду- на вход смесителя 14 непосредствен" ля и фазового угла резистора на ис- но поступают колебания с фильтров пытательной частоте ш относитель- 4 и 5. Колебания частот Юо и Ж но опорной частоты Nq ).

Колебания, снимаемые с контролируемого резистора 13, смешивают в сме-, 5 сителе 14. B результате смешивания вносивший фильтрами, создает на выходе пеРвых гармоник суммарной (tbq г Ф ) и разностной (tug -u)g) частот с колебаниями генератора ич на выходе смесителя 14 в оба полупериода ком- Я мутации образуются. составляющие колебаний одной частоты Og<. Фазы этих колебаний различаются на величину д в соседних полупериодах коммутаций, так как фазовый угол Чо входит в на- 5 чальйую. фазу колебаний в оба полу- периода коммутации. Сигнал, состоящий из пакетов одночастотных колебаний частоты И, представляет собой одно непрерывное напряжение, модулированное по. фазе с индексом модуляции ЬЯ (в общем случае имеет место модуляция и по амплитуде при " =О) с частотой коммутации Q, . Модулированное напряжение усиливается избирательным усилителем 15, сравнивается 25 по фазе фазовым детектором 16 с напряжением частотй OJ генератора 2.

Фаэовые сдвиги, вносимые усилителем 15 на частоте (ц, не изменяют индекс фазовой модуляции колебаний, .ЗО, так как они добавляются к фазе каждого пакета. Модулированное напряжение поступает на фазовый детектор 16, который содержит цепь ограничения амплитуды, поэтому в выходном напря- 35. диапазоне частот. Поочередное прохожжении фазового. детектора содержится дение испытательного и опорного сигпеременная составляющая частоты коммутации Q. с амплитудой, пройорциональной тблько индексу фазовой модуляции hl(i. Это напряжение усиливает- 40 ся усилителем 17 и выпрямляется син- хронным детектором 18, управляемьы напряжением генератора 9. Выходное . формула изобретения напряжение, пропорциональное фазочастотн у отклонению дЧ контроли- 45

Руемого РезистоРа 13, на частоте Le . тотных отклонений полных сопротивле" относительно частоты Жо измеряЕт- ний непроволачных резисторов, содерся индикатором 19.

Подача напряжения частоты э на монических колебаний, балансный .смеуправля пций вход фазового детектора 16 приводит к тому, что колебания других частот (2®<+ma>, 2 1- uu ) при этом непосредственно,.смешивают с колебаниями частоты UO< генератора 1 в смесителе 14. Фазовый сдвиг, налой через одни и те же преобразовательные звенья позволяет избежать влияния вносиьых ими фазовых сдвигов на измеряемое отклонение.

Устройство для измерения фазочасжащее первый и второй генераторы гарситель, входы которого соединены с выходами генераторов, а выходом соответственно соединенный с фильтрами верхних и нижних частот, выходы которых раздельно соедйнены с входами автоматического переключателя, выход которого соединен с последовательно включенными компенсационным и выпрямительным.мостами, к выходным диагоналям которых подключены резисторы, низкочастотный усилитель частоты комДальнейшее повышение точности измерения происходит за счет исключения влияния дополнительных фазовых мутации, соединенный с синхроиным детектором,. вход управления которого и сдвигов фильтров 5 и 6, возникающих вход управления автоматического переключателя соединены с низкочастотйым коммутационным генератоРом, и выход-. ной индикатор, о т л и ч а ю щ е епри изменении частоты испытательного сигнала в широком диапазоне частот.

Для этого перед началом измерений мост 10 эакорачив.ают ключом 20, и

65 и продукты смешивания высших гармоник колебаний суммарной и раэностной частот, образующиеся на выходе смесителя 14, не сравниваются по фазе и по- 55 этому не влияют на точность измерения. фазового детектора 16 переменную составляющую частоты Q., которая далее усиливается, выпрямляется и asмеряется индикатором 19. Установочным фазовращателем 7 регулируют фазовый сдвиг колебаний до исчезновения. переменной составляющей напряжения. (нулевсе показание индикатора 19).

Разьыканием ключа 20 пропускают пакеты колебаний через последовательное соединение..мостов 10 и 11, и на вход смесителя 14 поступает падение напряжения с контролируемого резистора 13.

Отчетным фаэовращателем 8 устанавливают такой фазовый сдвиг, при котором вновь исчезает переменная составляющая напряжения на выходе фазового детектора 16. При этом отсчитываеияй фазовый сдвиг равен фаэочастотиому отклонению полного сопротивления непроволочного резистора 13 на частоте испытательного сигнала относительно частотй опорного сигнала. Изменяя частоту испытательного сигнала в широком диапазоне значений Ш Sg.

=Чьт и сохраняя постоянство опорной частоты щ-u)g, =мо = со определяют фазочастотные отклонения непроволочного резистора в широком

767665

Составитель Л. Сорокина

Редактор E. Караулова Техред E. Гаврилешко Корректор Г. Решетник

Заказ 718 6/41 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с я тем, что, с целью повышения. точности измерений и расширения частотного диапазона, оно снабжено двумя последовательно соединенными фазоврацателями, вход первого из которых соединен с выходом фильтра нижних 5 частот, а выход второго — c одним из входов автоматического переключателя, а также вторым балансным смесителем, избирательным усилителем и фазовым детектором, причем первый вход второ- {) го балансного смесителя подключен к соединенным вершинам диагоналей . компенсационного и выпрямительного мостов, второй вход его соединен с выходом первого генератора, к выхо- ду второго балансного смесителя через избирател ьный усилитель подключен первый вход фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго. генератора, выход фазоsoro детектора через усилитель частоты коммутации и синхронный детектор соединен с индикатором.

Источники инфррмации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 156243, кл. G 01 М 27/00, 1963 (аналог).

2. Авторское свидетельство СССР

9 518739, кл. 9 01 Q 27/00, 1976 (прототип).